挑战制造极限,再谈钨合金屏蔽件间接3D打印工艺

发布日期:2022-11-04
来源:升华三维市场部

钨合金屏蔽件因具有优异的辐射屏蔽能力而在医疗行业和核工业等领域得到广泛的应用。尽管科学技术水平的发展和人民现代化生活水平不断提高,生活中难免会遇到一些辐射问题,引起人们对辐射的安全与防护问题的格外关注。而在选择高质量的辐射屏蔽材料变得尤为重要。


钨合金作为目前最理想的辐射屏蔽材料,在地质勘探、医疗、工业等方面都具有多方用途。医疗方面:可用作钨合金多叶光栅、屏蔽针管、钨合金存储(防护)器等钨合金容器和伽马射线照相屏蔽等。工业屏蔽方面:可用作屏蔽块、探伤仪、大型集装箱检测设备、放射源容器、核屏蔽墙等。地质勘探方面,钨合金屏蔽罐、钨合金准直器等。


挑战制造极限,再谈钨合金屏蔽件间接3D打印工艺

▲钨合金屏蔽用途


相对于铅合金屏蔽件来说,钨合金屏蔽件具有更高的屏蔽能力和环保无毒无放射等特点,更适合应用于医疗和核电等领域,而这些优点主要源于金属钨具有较高的熔点、密度、硬度、强度和抗辐射能力等特性。不过也正是因为这些特性,导致钨合金粉末加工非常困难,极其容易出现变形、裂痕和夹心等缺陷。


在粉末挤出打印技术与应用深度结合——走进钨合金屏蔽件工艺一文中提到,得益于升华三维粉末挤出打印技术(PEP),成功打印出钨合金屏蔽件。可解决一体化中空或多孔结构的钨合金部件的制备。为解决钨合金材料的复杂结构成型和机械加工难的问题提供一种新的解决途径。


挑战制造极限,再谈钨合金屏蔽件间接3D打印工艺

▲钨合金屏蔽件(生坯)


粉末挤出打印技术(PEP)由升华三维推出的一种将“3D打印+粉末冶金”相结合的金属/陶瓷间接3D打印技术。是在(FDM)熔融沉积成型技术的基础上,再结合粉末冶金工艺形成的一种新的3D打印方法。采用金属/陶瓷粉体适配粘结剂混炼成颗粒材料、然后通过3D打印设备制备出具有一定密度和强度的生坯。再经过脱脂烧结后处理工艺(因烧结温度低于其他类型的直接3D打印工艺中所需的完全熔化温度,并且热量可以更均匀地施加,确保了产品性能的一致性),从而获得最终致密和性能优异的结构件。有望为钨合金在增材制造的应用提供高效且高性价比的生产解决方案。



PEP技术成形工艺简单,无需激光器件,打印设备、材料投入成本较低;具有低温成形、高温成性的特性,在打印过程中可以通过温控消除应力,打印样品在常温下强度大;可打印粉体,打印材料制备方便,适用于粉末冶金所用的粉末材料;可实现高性能结构金属/陶瓷、内部多孔复杂结构金属/陶瓷和金属/陶瓷复合材料等应用开发;打印料可循环利用。


钨及钨合金的3D打印制品有望扩展到各行各业当中,除了在医疗领域的应用,钨材料还因其很高的耐腐蚀性,也是电子、电光源、化学处理、航天以及军工、武器行业的理想材料。然而,也正是由于高熔点和高硬度的特性,使钨成为一种难加工材料。对于钨增材制造材料、工艺的研究及其应用仍在发展当中。而传统钨材料加工的粉末冶金工艺已有百年历史,升华三维借助3D打印数字化成型技术赋能粉末冶金工艺,已经成功攻克钨材料的制造难题,为探索更广阔的应用前景做足了准备。


挑战制造极限,再谈钨合金屏蔽件间接3D打印工艺

▲钨合金屏蔽结构件(烧结)


升华三维目前已有金属/陶瓷材料开发制备、金属/陶瓷3D打印机研发生产、切片软件开发到3D打印工艺、脱脂及烧结工艺等一整套的金属/陶瓷间接3D打印工艺解决方案。一直致力于面向解决金属·陶瓷传统制造工艺无法制造的难题,积极贯穿金属/陶瓷制造全链条、全流程、全配套的高附加值服务。升华三维也将深耕技术,响应市场应用需求,不断开发材料体系,完善和迭代软件及硬件功能,提升工艺解决服务能力。突破制造极限,挑战更多可能。